Influence of Vibration Frequency on Ultrasonic Tactile Displays

振动频率对超声波触觉显示器的影响

• 批准号: 18KK0107
• 负责人: 高崎 正也
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-02-07 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18KK0107/
• 关键词: ハプティクス; 皮膚感覚; ディスプレイ; 超音波; 摩擦制御

人の触覚のひとつ皮膚感覚を提示するデバイス「皮膚感覚ディスプレイ」であって，プレート形超音波振動子表面での摩擦制御を利用しているものを対象としている．本研究では，埼玉大学チームが15 MHzより周波数を下げていき，リール大学チームの協力を得て30 kHzより周波数を上げていくアプローチをとっている．超音波皮膚感覚ディスプレイを開発する際の超音波周波数選択の指標のためのデータベース構築を目指している．前者のアプローチでは，リン青銅板にPZTプレートを接着した振動子を製作している．サイドエフェクトであるクリック感の提示について引き続き検討した．板の支持位置の対称性を無くすことで，200～300Hzの帯域に複数の振動モードを持たせることができた．電圧を印加する圧電素子と周波数を選択することで，板全体でクリック感を提示できるようになった．後者のアプローチでは，2019年度に圧電セラミクス板で800 kHz近傍に共振周波数を持つことを見いだした．このモードを積極的に利用するために，表面電極をパターニングすることで，Q値を高めて目的とする振動モードを効率良く励振できることを見いだした．一方，伝搬してる振動の正確なモードについての検討が不足していたため，異なるサイズの圧電セラミクス板を用意し，振動の分布と周波数を比較することで振動モードの同定を行っている．皮膚感覚提示において，摩擦係数の変化を利用しているため，垂直抗力，つまりデバイスとの接触圧力によって触感が異なることが考えられる．このことを検討するために，前年度に開発した，接触圧力（指での押下力）を測定・管理できるようなシステムを用いて実験を行い，制御パラメータが同じでも接触圧力の違いにより受容される感覚が異なることを見いだした．

People touch の 覚 の ひ と つ skin feeling 覚 を prompt す る デ バ イ ス "skin feels 覚 デ ィ ス プ レ イ" で あ っ て, プ レ ー ト form the surfaces of the ultrasonic vibration で の friction suppression を using し て い る も の を like と seaborne し て い る. This study で は, saitama university チ ー ム が 15 MHz よ り cycle count to を げ て い き, リ ー ル university チ ー ム の together を て 30 kHz よ り cycle count on を げ て い く ア プ ロ ー チ を と っ て い る. Ultrasound skin feeling 覚 デ ィ ス プ レ イ を open 発 す る interstate の ultrasound cycle for sentaku の index の た め の デ ー タ ベ ー ス build を refers し て い る. The former の ア プ ロ ー チ で は, リ ン bronze sheet に PZT プ レ ー ト を then し た vibrator を making し て い る. サ イ ド エ フ ェ ク ト で あ る ク リ ッ ク feeling の prompt に つ い て lead き 続 き beg し 検 た. Plate の support position の moral sex を reported no く す こ と で, 200 ~ 300 hz の 帯 domain に plural の vibration モ ー ド を hold た せ る こ と が で き た. Electric 圧 を Inca す る 圧 electric element child と cycle for を sentaku す る こ と で, plate all で ク リ ッ ク feeling を prompt で き る よ う に な っ た. The latter の ア プ ロ ー チ で は, 2019 annual に 圧 electric セ ラ ミ ク ス plate で nearly 800 kHz alongside に resonance frequency count を hold つ こ と を see い だ し た. こ の モ ー ド を positive に using す る た め に, surface electrode を パ タ ー ニ ン グ す る こ と で, high Q numerical を め て purpose と す る vibration モ ー ド を sharper rate good く LiZhen で き る こ と を see い だ し た. Side, 伝 し て る vibration の right な モ ー ド に つ い て の 検 for insufficient が し て い た た め, different な る サ イ ズ の 圧 electric セ ラ ミ ク ス plate を intention し, vibration の distribution と cycle for を compare す る こ と で vibration モ ー ド の with fixed line を っ て い る. Skin feeling 覚 suggest に お い て, coefficient of friction の variations change を using し て い る た め, vertical resistance, つ ま り デ バ イ ス と の contact pressure に よ っ て tactility が different な る こ と が exam え ら れ る. Beg す こ の こ と を 検 る た め に, before the annual に open 発 し た, contact pressure (で の detain dint) を, measurement management, で き る よ う な シ ス テ ム を with い て be 験 を い, suppression パ ラ メ ー タ が with じ で も contact pressure の violations い に よ り by let さ れ る feeling 覚 が different な る こ と を see い だ し た.

项目成果

振動子及び振動装置

振动器及振动装置

• 发表时间: 2020

圧電アクチュエータを用いた平板表面でのクリック感の創出-第2報 平板面全体でクリック感提示可能なデバイスの製作-

使用压电致动器在平板表面上创造点击感觉 - 第 2 部分：制造可以在整个平板表面上呈现点击感觉的设备 -

• 发表时间: 2023
• 作者: 横田壮一朗，石野裕二，高崎正也，水野毅

リール大学(フランス)

里尔大学（法国）

University of Lille(フランス)

里尔大学（法国）